VR+BIM技术在装配式建筑中的应用

张 宓，杨 旸

(云南林业职业技术学院，云南 昆明 650224)

0 前 言

我国经济建设的飞速发展对建筑行业起到良好的推动作用，建筑工程的规模与数量不断提升，对施工质量提出全新要求，如果采用传统的施工技术与管控模式，不仅无法准确把握工程质量，而且施工资源损耗严重，与建筑企业的精细化管控理念相悖。因此，将传统施工技术与现代化技术相结合，打造出VR技术与BIM技术融合的装配式建筑施工体系，对施工全过程进行设计模拟，能提前找出施工中存在的隐患问题，制定科学合理的应对措施，精准控制各阶段的施工资源损耗，对建筑行业的稳定发展具有重要意义。

1 VR技术与BIM技术概述

VR技术是虚拟现实技术，BIM技术是建筑模型技术，二者可以在建筑工程项目设计环节与施工环节，应用虚拟现实与建筑模型结合技术，借助可视化技术与模拟技术对施工场景再现，并且利用相关技术将其转化为具体的数字动画，通过视图方法获取到对应的建筑参数，在此基础上对建设施工情况进行模拟再现，结合相关因素进行汇总分析，找出各阶段存在的质量隐患，对技术参数与方案衔接进行调整优化，保证建筑工程项目的顺利开展。同时，建筑模型技术还可以对施工所需的各类构件进行模拟，根据施工方案对施工全过程进行模拟演练，一方面可以准确计算出各环节所需的各类材料数量，另一方面可以对各施工阶段的衔接情况进行分析，避免交叉作业中的质量影响因素。总而言之，将VR技术与BIM技术应用到装配式工程项目中，有助于实现对建筑行业的整体优化，加强对建筑施工的全面管控[1]。

2 VR技术与BIM技术的应用特征

2.1 仿真模拟

随着建筑工程规模的不断扩大，仅借助BIM建筑模型技术难以实现对工作需求的预期分析，为进一步强化工作效果，便要融合虚拟现实技术，根据各类建筑数据信息，对建筑施工流程进行实现，例如应用建筑模型系统平台，将各类建筑材料与施工技术信息输入到模型中，准确标注各项施工的顺序流程，这样系统可以根据数据信息对施工场景进行模拟实现，该系统平台不仅可以与三维建筑模型技术相结合，强化仿真模拟的可视化成果，而且具备良好的信息交互功能，例如技术人员在仿真模拟阶段可以对相关作业进行替换，可看到施工方案调整后的应用效果，将施工技术的搭配方案进行可视化转换，以三维模型的方式进行呈现，如果计划方案可行，则可以及时对后续的施工内容进行调整，在施工过程中不断优化设计方案[2]。

2.2 应用特征

VR技术在应用中具有渲染优势、颗粒特效、新材质管道与蓝图系统等特征，主要优势如下：①可视化技术具备良好的图像显示效果，可以对预设数值进行准确转化，将位移技术与镶嵌技术相结合，使具体实物的仿真模拟效果更加鲜明清晰；②颗粒特效编辑器主要应用于各种再现与仿真，根据粒子动态特征对细节数据进行重组，实现对粒子参数的有效控制，具体包括颜色、大小、密度等，可以更加全面地反映出建筑实物情况；③新材料管道为技术人员提供全新的管控方式，使虚拟仿真场景更加开阔，可以根据实际需求对材料特质进行调整，从而得到最佳的搭配方案，使相关技术参数可以满足建筑施工质量要求；④蓝图系统可以帮助技术人员拓展想法，进一步开阔视野，将各类调整方法反映到具体的可视化模型中，准确判定各种设计想法的实际应用效果[3]。

2.3 成果展示

在实际应用中，VR技术与BIM建筑模型技术都可以与操作平台进行数据对接，数据信息有效通用。例如采用蓝图系统对装配式建筑施工效果进行分析，技术人员可以根据模型的再现情况，对数据信息进行整合优化，使建筑模型整体更具生动效果与真实效果。对于施工材料来说，可以根据各施工阶段的损耗情况，对后续的材料剩余进行计算，从工程项目整体层面入手，对各项施工资源的损耗情况进行准确统筹，技术人员可以从多方面对不同计划方案进行横向对比，找出性价比最优的建筑方案。此外，VR技术与BIM技术的结合系统中，平台还可以对施工人员与具体流程进行严格管控，例如施工人员佩戴定位装置，便可以实现对施工现场的全员位置控制，大幅度提升施工安全质量。

2.4 流程模拟

装配式工程的流程模拟先要采用BIM建筑模型技术，对施工阶段的数据信息进行整合再现，随后对施工全过程进行模拟仿真，该类技术主要应用于各施工阶段的衔接与交叉作业，技术人员可以根据建设对应构件，对施工流程与展示系统进行查询，准确把握各项施工技术所需的材料，对施工流程进行全面掌控，再将其转化为具体的可视化系统。同时，流程模拟要严格按照施工方案中的数据参数进行，这样才能准确反映出设计方案中存在的不足。

3 VR+BIM技术在装配式建筑中的应用

3.1 装配式施工全过程拆分设计

装配式建筑施工中应用VR技术与BIM技术，可以采用全过程拆分设计模式，也就是对施工全过程进行精细化管控，着重对空间环境信息进行分析，同时可以准确判定各类建筑构件的应用效果，合理减少外墙构件与楼板构件种类，提高施工质量与效率。拆分设计流程如图1所示。先要对CAD图形信息进行识别，将相关数据提取到BIM建筑模型中，成功读取BIM建筑模型数据参数，实现各施工流程与构件情况，在对具体施工阶段进行细化分析时，可以拆分预制构件的组合方案，形成准确清晰的拆分图，技术人员可以对各类构件进行调整替换，实现对施工材料方案的优化[4]。

图1 建筑工程拆分设计流程

3.2 基于BIM与VR技术的应用流程

应用BIM建筑模型技术，实现对各施工阶段预制结构的拆分，对梁、板、柱、墙等构件进行重组，形成全新的CAD平面图形。例如对预制梁板进行拆分，要根据装配式建筑的BIM模型，建立各种梁柱节点的BIM模型族，根据不同节点之间的连接情况，在节点族中显示参数情况，通过优化算法对建筑模型进行拆分，准确体现剪力墙结构的应用系数。此外，一方面可以从应用质量入手，通过对各类预制构件进行替换，对装配式建筑的整体质量进行计算，另一方面可以从施工资源损耗与成本支出入手，选择施工资源应用最少的方案，以提升建筑企业的利润效益[5]。

3.3 强化施工信息交流

将VR技术与BIM技术应用到装配式建筑施工中，还可以强化施工信息交流，例如在早期的方案设计、调整优化、施工部署中，需要投入较多的人力与物力，而且实际执行效果较差，需要反复进行调整优化，而VR虚拟仿真技术可以准确对各项数据信息进行可视化展现，将施工内容明确划分为具体的岗位与人员身上，与施工责任管理体系进行挂钩，使精细化管理工作具有明确方向。在此基础上进行实时沟通交流，促使相关人员对施工方案进行考察，将意见及时反馈到技术部门，可以提前对各项施工质量问题进行处理，大幅度减少施工过程中的隐患问题。

3.4 实现精细化成本管控

对于当代建筑企业来说，想要保证良好的行业市场竞争优势，便要对施工技术与材料进行优化革新，不断提升建筑工程质量，然而各项先进技术与新材料会涉及到更多的成本支出，而且各施工阶段面临大量的施工资源损耗。因此，利用VR技术与BIM技术，还要针对施工成本进行精细化管控，在施工前期对全过程进行模拟仿真，准确计算出各施工环节所需的材料数量及损耗程度，可以为施工现场管理提供准确的数据支持。此外在大规模的建筑工程施工中，各施工环节的管理决策也要借助BIM建筑模型技术，通过对施工量进行计算，合理部署施工人员及工作内容，裁汰冗余的施工团队，实现人力资源的最优配置，具有良好的应用价值与实践价值。

3.5 分析施工计划执行效果

最后要保证施工计划的执行效果，在VR虚拟再现中，逐步对施工计划内容进行展现，例如决策者与技术人员可以进入到建筑模型中，从任意视角对建筑整体进行观察，从材料应用、采光情况、真实位置等方面细致观察建筑成果，利用BIM技术建立工程模型，施工人员也可以直观感受施工现场环境，找出施工环节可能存在的问题，这样不仅能够提升施工质量与效率，而且可以加强施工人员对工程项目的安全质量认知，在实际作业环节能够按照前期部署的方案进行落实，对施工技术、设计原理、受力分析情况有着准确掌握。因此，建筑企业还要加强施工人员的技术水平培训，使其可以更加熟练地借助VR技术与BIM技术提升施工团队的综合素质。

4 结 语

综上所述，借助VR技术与BIM技术对传统施工模式进行革新，可以加强施工计划方案与实际执行的契合度，准确把控各施工阶段的资源损耗情况，将两种技术相结合不断向深层次拓展，有利于大型建筑工程的顺利开展。本文针对VR技术与BIM技术背景下装配式建筑技术应用展开研究，首先阐述VR技术与BIM技术的概念与特征，其次分析两种技术的应用情况，最后提出先进施工技术在当前建筑工程中的实际应用成果，即装配式施工全过程拆分设计。基于VR技术与BIM的应用流程，强化施工信息交流，实现精细化成本管控，分析施工计划执行效果，为建筑企业的良好发展提供助力。

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